成人女性正畸治疗后鼻唇沟处软组织变化的三维定量研究

周勤 高洁 张旭 宋子健 张浩霖 金作林

以往的研究提示正畸治疗无论拔牙与否都有可能引起面部唇颊部等软组织的变化[1-3]。鼻唇沟(NLFs)位于上唇与颧、颊部之间，从鼻翼两侧延伸至嘴角两侧，鼻唇沟的变化对面部年轻感有直观的作用，鼻唇沟加深是面部衰老最明显的特征[4-5]。对于正畸治疗前后患者面部软组织鼻唇沟处的形态变化研究却未见报导。以往对患者面部软组织的研究常采用X线或摄影等二维方法[6]。 3dMD立体体层摄影因其精度高(0.2 mm)，无辐射，1.5 ms即可采集面部三维数据，近年来广泛应用于颌面部软组织研究[7]。本研究通过测量成年女性面部3dMD三维图像，分析拔牙和非拔牙正畸后鼻唇沟处软组织的变化特征及两组之间的变化差异。

1 资料与方法

1.1 基本资料

纳入2014～2017 年在第四军医大学口腔医院正畸科完成正畸治疗的成年女性患者40 例，年龄18～27 岁，非拔牙组20例，平均 (23.15±2.92)岁，拔牙组20例，平均 (23.85±2.64)岁。纳入标准为：(1)中国人，汉族；(2)年龄18～27周岁；(3)依据常规的临床检查、头影测量分析、全景片和模型分析制定正畸方案；(4)安氏 I 类或安氏 II 类错，6°>ANB 角>0°；(5)拔牙或非拔牙矫治，拔牙需要拔除上下颌第一前磨牙或第二前磨牙；(6)初始体重指数(BMI)限制：18.5≤BMI<24，每次拍摄 3dMD时体重波动范围在正常范围之内；(7)受试者自愿参加本试验并知情同意。排除标准为：(1)严重骨性不对称畸形、开畸形或偏畸形；(2)颌面部外伤、手术或正畸史；(3)颌面部软组织发育缺陷或软组织不对称超过5 mm；(4)颞下颌关节紊乱病并有明显的临床症状。所有患者均采用唇侧矫治系统，自主选择托槽的品牌。治疗前未粘接矫正器时(T0)、正畸结束矫正器去除后(T1)测量体重，拍摄面部软组织的三维图像。所有病例均矫治第二磨牙。在正畸治疗后期，根据患者自身矫治需求，采用微种植体或TPA等装置，无任何口外支抗装置。本研究已获得第四军医大学口腔医院伦理委员会的批准(批准号： IRB-REV-2016037)。

1.2 研究方法

1.2.1 软组织三维数据采集 采用3dMDface systems(3dMD LLC，美国)立体体层摄影系统(误差小于0.2 mm)采集受试者面部三维数据。受试者端坐于仪器正中，面部无微表情，调整灯光和椅位，使得受试者头部位于屏幕的最佳位置并保持不动，此时点击照相机按钮，完成1.5 ms的拍摄。然后使用3dMD自带的三维重建系统，打开拍摄的图像，确认图像完整，所得三维图像无阻挡或信息丢失。将所得的图像导出(图1)。采集时机为治疗前未粘接托槽时(T0)，治疗结束去除托槽后(T1)。

图1 受试者3dMD三维图像

1.2.2 图像的重叠及测量 将受试者面部三维数据T0和T1图像导入到Geomagic®control(Geomagic2014，Research Triangle Park, NC)软件中，去除飞边。在患者前额部及鼻根部区域选取参考点，以T0为参考图像，T1为测试图像进行重叠，得到重叠图(图2)。三维数据测量项目如下(图3、表1)。对重叠图生成绝对色彩映射图(图4)。不同图像间的距离用绝对色彩映射进行定性和定量分析。绿色表示软组织变化量未超过容许偏差水平；蓝色表示软组外形变得平坦或者凹陷，读数为负值；红色表示软组织外形变得更加外凸，读数为正值。记录双侧12 个参考标记点的变化量。实验误差主要包括定点误差和图像的重叠性误差。本研究由同一名经过严格训练的操作者进行定点，训练过程中，操作者先后对10 名受试者T0图像的NFL1 lt、NLF2 lt、NFL1 rt、NLF2 rt点进行定点，间隔一周再进行重复定点。得到每个点的坐标系，在SPSS 23.0软件中对两次定点的数字做配对t检验，结果发现定点结果无统计学差异，证明定点具有可靠性和一致性。本研究由同一名经过严格训练的操作者进行图像重叠。从患者中随机抽取10 例，间隔1 周与2 周进行T0与T1的重叠匹配，匹配面积在90%以上，用绝对色彩映射图显示重叠区域，记录此时图像重叠后整个面部的变化值，对两组变化值做配对t检验，结果显示组间无统计学差异，证明重叠方法的可靠。

1.3 统计学分析

图2 去除面部图像飞边 图3 鼻唇沟处参考标记点(以左侧为例)

表1 鼻唇沟处参考标记点

图4 绝对色彩映射图的生成及参考标记点的测量

对拔牙组与非拔牙组左右两侧鼻唇沟的参考标记点及每侧鼻唇沟内外两侧参考标记点的差异进行两个相关样本比较的Wilcoxon秩和检验分析。取α=0.05，P<0.05的差异具有统计学意义。观察正畸矫治前后患者鼻唇沟处参考标记点的变化趋势。

2 结 果

2.1 拔牙组与非拔牙组治疗前后BMI指数变化

非拔牙组治疗前BMI指数为20.4±1.55，治疗后指数为20.1±1.36；拔牙组治疗前BMI指数为20.6±1.54，治疗后指数为20.6±1.32(P>0.05)。

2.2 非拔牙组患者矫治前后鼻唇沟软组织各参考标记点的变化结果

见图5，表2～3。非拔牙组正畸治疗前后鼻唇沟周围软组织除了左右口角点的10 个点都是负向变化，表现为向内凹陷，按变化幅度由大到小排序为：NLF2 rt、NLF2 lt、R′、NLF1 rt、NLF1 lt、R″、L″、L′、NLF3 rt、NLF3 lt。 (1)非拔牙组正畸矫治后，在垂直向上，鼻唇沟的变化趋势为鼻唇沟中部>鼻唇沟上部>鼻唇沟下部，鼻唇沟中部向内凹陷最显著。上部离鼻基底最近，受切牙内收影响小，变化不如中部明显，下部离嘴角和上唇游离缘最近，受其影响最大，所以内收程度最小； (2)在水平向上，左、右侧鼻唇沟的内收情况无明显统计学差异。鼻唇沟内、外侧的变化无明显差异。

图5 绝对色彩映射图

2.3 拔牙组患者矫治前后鼻唇沟软组织各参考标记点的变化结果

见图5，表2～3。拔牙组正畸治疗后鼻唇沟周围软组织的12 个点都是负向变化，表现为向内凹陷，按变化幅度由大到小排序为：Ch R、Ch L、L″、NLF2 lt、NLF2 rt、R″、NLF3 lt、NLF3 rt、NLF1 lt、L′、R′、NLF1 rt。 (1)拔牙组矫治后双侧口角变化最大，说明正畸拔牙矫治内收前牙后，位于上颌牙列3、4牙之间的嘴角软组织也出现了明显内收趋势； (2)在垂直向上，鼻唇沟的变化趋势为鼻唇沟中部>鼻唇沟下部>鼻唇沟上部，中部变化程度大于下部变化，可能与鼻唇沟下部离上唇红较近有关，治疗前唇红周围的肌肉紧张使得该水平面上的鼻唇沟在治疗前后变化差异不明显。鼻唇沟上部变化较小，可能是因为该位置离鼻基底近，肌肉附着少，动度小，在矫治后变化也不大; (3)在水平向上，左、右侧鼻唇沟的内收情况无明显统计学差异。左、右侧鼻唇沟内、外侧变化趋势均为鼻唇沟内侧>鼻唇沟外侧，但仅在左侧鼻唇沟内、外侧有统计学意义(P<0.05)。鼻唇沟内测位于上唇，外侧位于颊部，初步认为在一定范围内，正畸拔牙矫治后，颊部内收程度不如上唇的内收程度。为得到更加真实、可靠的研究结果，需扩大样本量进行更加深入的研究。

表2 非拔牙组及拔牙组矫治后鼻唇沟处软组织各参考标记点的变化

表3 两组患者治疗后左右鼻唇沟及每侧鼻唇沟内外侧的变化比较

表4 两组患者治疗后鼻唇沟处软组织变化比较

2.4 拔牙组和非拔牙组患者治疗前后面部各参考标记点的变化差异结果(表4、图5)

采用两个独立样本比较的Wilcoxon秩和检验，可见以下参考标记点两组间存在显著的统计学差异，差异由大到小排列为：Ch L、Ch R、NLF2 lt、L″、NLF3 lt、NLF3 rt、NLF1 lt、(P<0.001), NLF2 rt、L′、NLF1 rt、R″、R′(P<0.05)，可见拔牙组在鼻唇沟区域的变化都与非拔牙组形成明显差异(P<0.05)。尤其是在左右口角、左侧鼻唇沟上中下部、右侧鼻唇沟下部。说明拔牙对鼻唇沟、左右嘴角上的点有显著影响。拔牙患者与非拔牙患者相比，前牙内收导致鼻唇沟周围软组织的显著改变，拔牙患者3dMD重叠图与非拔牙患者相比显示拔牙治疗后鼻唇沟明显后移。

3 讨 论

近年来面部软组织的测量首选三维测量法，包括三维光学扫描技术、3dMD立体体层摄影技术。三维光学扫描技术精度较低(0.5 mm)，应用受到了一定的限制[8-10]。3dMD立体体层摄影技术无放射性担忧，测量速度、精度、可重复性大大提高[11]，近年来逐渐受到正畸医生的应用与青睐。研究证明使用3dMD测量侧貌软组织分析结果与传统照相技术并无明显差异[12]。因此，本研究选用3dMD立体体层摄影测量系统获取患者面部软组织三维数据。

Ahn等[13]研究显示，正畸拔牙矫治后鼻唇沟区域在矢状向发生了明显改变，但无确切结论。Baek等[14]研究39 名患者正畸治疗后鼻唇沟软组织三维形态学改变，发现30 岁以下的拔牙患者与非拔牙患者相比，前牙内收导致鼻唇沟软组织明显后移，这与本研究结果一致。本研究发现无论拔牙与否，正畸治疗后鼻唇沟都有负向变化趋势，拔牙组较非拔牙组更为明显。年龄较大的成年女性面部胶原蛋白流失，加上重力对皮肤的吸引，拔牙矫治内收上唇的同时鼻唇沟可能更加明显[15]。因此对年龄较大的成人女性患者更应谨慎拔牙矫治。禹洁等[16]研究成人正畸治疗后面部软组织三维变化，得出拔牙组与非拔牙组在口轮匝肌区的变化方向相反，拔牙组呈负向改变。这与本研究结果相似。本研究发现拔牙组在左右口角点为负向变化趋势，非拔牙组为正向变化趋势，说明拔牙矫治内收前牙后，位于上颌牙列3、4牙之间的口角也明显内收。

本研究基于3dMD立体体层摄影系统，应用了定量的软组织三维分析方法，初步证实了成年女性拔牙与非拔牙正畸后鼻唇沟周围软组织有特征性的变化趋势，拔牙矫治与非拔牙矫治相比，鼻唇沟负向变化趋势十分明显。不同的正畸治疗因素是否对鼻唇沟周围软组织有影响还需要进一步探讨。在临床接诊中，正畸医生应告知患者鼻唇沟处软组织在正畸后可能出现凹陷，该现象对于年龄较大的成年女性患者来说，存在一定面部美学风险。在制定治疗计划决定拔牙与否时，应考虑患者面型、口内情况、年龄、性别、种族等综合因素并与患者积极沟通。年龄较大的成年女性患者拔牙与否，更应谨慎选择。